1、1 鍛造工藝鍛造工藝與與模具設計模具設計 復復 習習2第一章第一章 概述概述n一、鍛造加工金屬零件的優勢一、鍛造加工金屬零件的優勢n二、鍛造方法分類、鍛造生產過程二、鍛造方法分類、鍛造生產過程n三、鍛造業的歷史沿革及發展三、鍛造業的歷史沿革及發展n四、鍛壓技術面臨的任務與挑戰四、鍛壓技術面臨的任務與挑戰n五、本課程的性質及任務五、本課程的性質及任務321世紀的材料成形加工技術與科學世紀的材料成形加工技術與科學 1 1 材料成形加工技術的作用及地位材料成形加工技術的作用及地位 2 2 材料成形加工技術的發展趨勢材料成形加工技術的發展趨勢 批量小、質量高、成本低、交貨期短、批量小、質量高、成本低、

2、交貨期短、生產柔性、環境友好生產柔性、環境友好; ; 更輕、更薄、更精、更強、更韌及成本更輕、更薄、更精、更強、更韌及成本低、周期短、質量高的方向發展。低、周期短、質量高的方向發展。 3 3 新材料成形加工技術新材料成形加工技術 4 4 材料成形加工過程的建模與仿真材料成形加工過程的建模與仿真 (Modeling and Simulation)(Modeling and Simulation) 5 5 快速產品快速產品/ /工藝開發系統、虛擬制造及工藝開發系統、虛擬制造及綠色制造綠色制造4第二章第二章 鍛造用原材料及坯料準備鍛造用原材料及坯料準備n常用的下料方法有常用的下料方法有n剪切法、鋸切

3、法、冷折法、剪切法、鋸切法、冷折法、n砂輪切割法、氣割法和車削法等。砂輪切割法、氣割法和車削法等。5第三章第三章 鍛造加熱規范鍛造加熱規范一、鍛前加熱的目的及方法一、鍛前加熱的目的及方法目的目的: 1、提高金屬塑性；、提高金屬塑性； 2、降低變形抗力，即增加金屬的可、降低變形抗力，即增加金屬的可鍛性，從而使金屬易于流動成形，并使鍛性，從而使金屬易于流動成形，并使鍛件獲得良好的鍛后組織和力學性能。鍛件獲得良好的鍛后組織和力學性能。加熱方法：加熱方法： 按所采用的熱源不同，可分為燃料加按所采用的熱源不同，可分為燃料加熱和電加熱兩大類。熱和電加熱兩大類。6二、金屬加熱時產生的變化二、金屬加熱時產生的

4、變化 在組織結構方面，發生組織轉變，其晶在組織結構方面，發生組織轉變，其晶粒長大，嚴重時會造成過熱、過燒。粒長大，嚴重時會造成過熱、過燒。 力學性能：力學性能：塑性提高，變形抗力降低，殘余塑性提高，變形抗力降低，殘余應力逐步消失，但也可能產生新的內應力。應力逐步消失，但也可能產生新的內應力。過大的內應力會引起金屬開裂。過大的內應力會引起金屬開裂。 物理性能：物理性能：導熱系數、導溫系數、膨脹系數、導熱系數、導溫系數、膨脹系數、密度、顏色。密度、顏色。化學性能：化學性能：氧化、脫碳、吸氫等化學反映。氧化、脫碳、吸氫等化學反映。7n三、三、 金屬鍛造溫度范圍的確定金屬鍛造溫度范圍的確定n四、四、

5、金屬的加熱規范金屬的加熱規范n五、金屬的少無氧化加熱五、金屬的少無氧化加熱89第四章第四章 自由鍛主要工序分析自由鍛主要工序分析 自由鍛的優點：自由鍛的優點： 所用工具簡單，通用性強、靈活性大，所用工具簡單，通用性強、靈活性大，因此適合單件和小批鍛件因此適合單件和小批鍛件; 特別是特大型鍛件的生產，這對于新特別是特大型鍛件的生產，這對于新產品的試制、非標準的工裝夾具和模鍛、產品的試制、非標準的工裝夾具和模鍛、模鍛件的制坯、模鍛件的制坯、 自由鍛的缺點自由鍛的缺點: 鍛件精度低，加工余量大、生產率低、鍛件精度低，加工余量大、生產率低、勞動強度大等。勞動強度大等。10自由鍛工序：自由鍛工序： (1

6、)基本工序基本工序 ： 指能夠較大幅度地改變坯料形狀和指能夠較大幅度地改變坯料形狀和尺寸的工序，也是自由鍛造過程中主要變形工序。尺寸的工序，也是自由鍛造過程中主要變形工序。 鐓粗、鐓粗、拔長拔長、沖孔沖孔、彎曲彎曲、剁切剁切、錯移、扭轉等工、錯移、扭轉等工步。步。 (2)輔助工序：輔助工序： 指在坯料進入基本工序前預先變形指在坯料進入基本工序前預先變形的工序。的工序。 如鋼錠倒棱和縮頸倒棱、預壓夾鉗把、階如鋼錠倒棱和縮頸倒棱、預壓夾鉗把、階梯軸分鍛壓痕等。梯軸分鍛壓痕等。 (3)修整工序修整工序 ： 指用來精整鍛件尺寸和形狀便其完指用來精整鍛件尺寸和形狀便其完全達到鍛件圖要求的工序。全達到鍛件

7、圖要求的工序。 如鐓粗后的鼓形滾圓和截面滾圓、凸起、凹下及不如鐓粗后的鼓形滾圓和截面滾圓、凸起、凹下及不平和有壓痕面的平整、端面平整、拔長后的彎曲校直平和有壓痕面的平整、端面平整、拔長后的彎曲校直和鍛斜后的校正等工步。和鍛斜后的校正等工步。11第五章第五章 自由鍛工藝過程自由鍛工藝過程一、自由鍛工藝過程制定內容包括一、自由鍛工藝過程制定內容包括: 一、自由鍛鍛件圖的制訂與繪制一、自由鍛鍛件圖的制訂與繪制 二、變形工藝過程的制訂二、變形工藝過程的制訂 三、坯料質量和尺寸的確定三、坯料質量和尺寸的確定 四、自由鍛設備噸位計算與選擇四、自由鍛設備噸位計算與選擇 五、鍛造溫度的確定、加熱、冷卻熱五、鍛

8、造溫度的確定、加熱、冷卻熱處理規范處理規范121314第六章模鍛成形工步分析第六章模鍛成形工步分析15開式模鍛開式模鍛毛邊槽的作用毛邊槽的作用： （1 1）造成足夠大的水平方向的阻力，迫）造成足夠大的水平方向的阻力，迫使金屬充滿型槽，保證鍛件尺寸準確。使金屬充滿型槽，保證鍛件尺寸準確。 (2)(2)緩沖錘擊緩沖錘擊。 (3)(3)容納多余金屬容納多余金屬。162、模鍛件分類、模鍛件分類n第一類、圓餅類鍛件第一類、圓餅類鍛件n第二類第二類 長軸類鍛件長軸類鍛件n第三類、頂鐓類鍛件第三類、頂鐓類鍛件n第四類、復合類鍛件第四類、復合類鍛模鍛件圖設計、模鍛件圖設計鍛件圖：鍛件

9、圖：根據零件圖設計，分為冷鍛件圖和熱鍛件圖兩種。根據零件圖設計，分為冷鍛件圖和熱鍛件圖兩種。熱鍛件圖熱鍛件圖：熱鍛件圖用于鍛模設計和加工制造。：熱鍛件圖用于鍛模設計和加工制造。冷鍛件圖冷鍛件圖：冷鍛件圖用于最終鍛件檢驗和熱鍛件圖設計；：冷鍛件圖用于最終鍛件檢驗和熱鍛件圖設計；一般將冷鍛件圖稱為鍛件圖。一般將冷鍛件圖稱為鍛件圖。設計鍛件圖應考慮：設計鍛件圖應考慮： 1）確定）確定分模面分模面 2）確定鍛件的機械加工余量和公差）確定鍛件的機械加工余量和公差 3）模鍛斜度）模鍛斜度 4）圓角直徑）圓角直徑 5）沖孔連皮）沖孔連皮 n模鍛鍛件圖及鍛件技術條件模鍛鍛件圖及鍛件技術條件224 4、模鍛變形

10、工步的確定、模鍛變形工步的確定n錘上模鍛工序包括三類工步。錘上模鍛工序包括三類工步。n (1)模鍛工步模鍛工步 包括預鍛和終鍛工步，其作用是使包括預鍛和終鍛工步，其作用是使經制坯的坯料得到冷鍛件圖所要求的形狀和尺寸。經制坯的坯料得到冷鍛件圖所要求的形狀和尺寸。預鍛。預鍛。n (2)制坯工步制坯工步 包括鐓粗、拔長、滾擠、卡壓、成包括鐓粗、拔長、滾擠、卡壓、成形、彎曲等工步。制坯工步的作用是改變毛坯的形、彎曲等工步。制坯工步的作用是改變毛坯的形狀，合理分配坯料體積，以適應鍛件橫截面形形狀，合理分配坯料體積，以適應鍛件橫截面形狀和尺寸的要求，使金屬較好地充滿型槽。狀和尺寸的要求，使金屬較好地充滿型

11、槽。n (3)切斷工步切斷工步 切斷工步的作用主要是當采用一料切斷工步的作用主要是當采用一料多件模鍛時，切斷已鍛好的鍛件，以便能繼續鍛多件模鍛時，切斷已鍛好的鍛件，以便能繼續鍛造下一個造下一個;或是用來切斷鉗口。或是用來切斷鉗口。23 圓餅類鍛件制坯工步的選擇圓餅類鍛件制坯工步的選擇24 長軸類鍛件制坯工步選擇長軸類鍛件制坯工步選擇25262728計算毛坯計算毛坯n計算毛坯計算毛坯： 計算毛坯截面圖計算毛坯截面圖 計算毛坯直徑圖表示。計算毛坯直徑圖表示。 2930計算繁重系數計算繁重系數 長軸類鍛件終鍛前，需要將等截面長軸類鍛件終鍛前，需要將等截面的原材料預制成計算毛坯的形狀，因而要的原材料預

12、制成計算毛坯的形狀，因而要采用合適的制坯工步，如拔長、滾擠、卡采用合適的制坯工步，如拔長、滾擠、卡壓等，以便將桿部多余金屬轉移到頭部，壓等，以便將桿部多余金屬轉移到頭部，轉移金屬量的多少與下列繁重系數有關。轉移金屬量的多少與下列繁重系數有關。 = dmax/d均均 = L計計/d均均 K = (d拐拐-dmin)/L31例例 有一質量為有一質量為08kg的錘上模鍛件，作出計算毛坯圖的錘上模鍛件，作出計算毛坯圖后，經計算工藝繁重系數后，經計算工藝繁重系數 =1.37 =3.2 k=0.0532六、坯料尺寸的確定六、坯料尺寸的確定七、模鍛錘噸位計算七、模鍛錘噸位計算33第八章第八章 鍛模設計鍛模設

13、計一一 模鍛工步型槽設計模鍛工步型槽設計（一）終鍛型槽設計（一）終鍛型槽設計 終鍛型槽是各種型槽中最重要的型槽，用終鍛型槽是各種型槽中最重要的型槽，用來完成鍛件最終成形。終鍛型槽按熱鍛件圖來完成鍛件最終成形。終鍛型槽按熱鍛件圖加工制造和檢驗，所以設計終鍛型槽，須先加工制造和檢驗，所以設計終鍛型槽，須先設計熱鍛件圖。設計熱鍛件圖。n 1、熱鍛件圖設計、熱鍛件圖設計 熱鍛件圖與冷鍛件圖差異熱鍛件圖與冷鍛件圖差異n 2、毛邊槽設計、毛邊槽設計n 3、鉗口、鉗口（二）、預鍛型槽設計（二）、預鍛型槽設計34二二 制坯工步型槽設計制坯工步型槽設計（1）拔長型槽設計）拔長型槽設計（2）滾擠型槽設計）滾擠型槽

14、設計（3）卡壓型槽設計）卡壓型槽設計（4）彎曲型槽設計）彎曲型槽設計（5）成形型槽設計）成形型槽設計（6）鐓粗臺和壓扁臺型槽設計）鐓粗臺和壓扁臺型槽設計切斷型槽設計切斷型槽設計35錘鍛模結構設計錘鍛模結構設計n錘鍛模結構設計任務：錘鍛模結構設計任務：n1、各工步型槽在模塊上的、各工步型槽在模塊上的合理布排合理布排；n2、型槽之間和型槽至模塊邊緣的、型槽之間和型槽至模塊邊緣的壁厚壁厚， 模塊尺寸、質量、纖維方向要求；模塊尺寸、質量、纖維方向要求；n3、平衡錯移力的、平衡錯移力的鎖扣鎖扣形式形式36 1、型槽布排、型槽布排 2、型槽壁厚、型槽壁厚 3、錯移力的平衡和鎖扣的設計、錯移力的平衡和鎖扣的

15、設計 4、模塊尺寸及要求、模塊尺寸及要求 （1）承擊面（）承擊面（2）打擊中心與模塊中心的打擊中心與模塊中心的偏移值（偏移值（3）模塊寬度（）模塊寬度（4）模塊高度（）模塊高度（5）模）模塊長度（塊長度（6）模塊質量（）模塊質量（7）鍛模檢驗角（）鍛模檢驗角（8）模塊的技術要求模塊的技術要求 5、錘鍛模加工精度和表面質量、錘鍛模加工精度和表面質量 6、錘鍛模的緊固方式、錘鍛模的緊固方式37n熱模鍛曲柄壓力機上模鍛熱模鍛曲柄壓力機上模鍛n平鍛機上模鍛平鍛機上模鍛38第九章第九章 模鍛后續工序模鍛后續工序1、開式模鍛件均帶有毛邊，某些帶孔鍛件、開式模鍛件均帶有毛邊，某些帶孔鍛件還有還有連皮，通常采用沖切法去除毛邊和連皮；連皮，通常采用沖切法去除毛邊和連皮；2、為了消除模鍛件的殘余應力、為了消除模鍛件的殘余應力，改善